Перевірка перерізу провідників за максимальним режимом

Режим максимального навантаження провідників може призвести не тільки до їх перегрівання з порушенням ізоляції, але й до розплавлення жил. Тому переріз провідника, вибраний за економічною густиною струму, перевіряють на нагрівання за величиною струму його максимального навантаження. Для цього допустимий для даного провідника струм з урахуванням відхи­лення параметрів навколишнього середовища від стандартних умов I_доп та коефіцієнтів допустимого перевантаження К_пер (на­водяться в таблицях 1.3.1 та 1.3.2 ПУЕ) порівнюють зі струмом його форсованого режиму (І_ф) з урахуванням коефіцієнта резер­вування К_рез

У курсовій роботі приймається коефіцієнт допустимого пе­ревантаження К_пер = 1, бо у вихідних даних не заданий коефіці­єнт попереднього навантаження.

При визначенні допустимого тривалого струму для кабе­лів необхідно враховувати відхилення параметрів навколиш­нього середовища від стандартних умов (якщо вони мають до­вготривалий характер) за допомогою поправкових коефіцієн­тів К_пр та К_сер

де К_пр — поправковий коефіцієнт на кількість кабелів, що лежать поруч у землі (таблиця 1.3.26 ПУЕ або таблиця додат­ка Р);

К_сер - поправковий коефіцієнт на температуру навколиш­нього середовища, якщо вона відрізняється від стандартної (таб­лиця 1.3.3 ПУЕ);

І_доп - допустимий тривалий струм провідника стандартно­го перерізу для стандартних умов (для однієї окремої лінії; стан­дартних температур для землі та води +15 °С і +25°С для повіт­ря) залежно від матеріалу жил, їхньої ізоляції та способу про­кладання, А (таблиці ПУЕ або таблиця додатка С).

Поправковий коефіцієнт на температуру навколишнього середовища можна також обчислити за формулою

де Т_ж.н і Т_сер.н - відповідно нормована тривало допустима температура жили та нормована температура середовища;

Т_сер - фактична температура середовища (у курсовій ро­боті при прокладці кабелів у землі чи на повітрі задається керів­ником).

Гранично допустима температура нагрівання провідників залежить від їх конструкції та режиму (таблиця 8.1).

Якщо по провіднику, який перебуває в середовищі (повіт­ря, земля, вода) при нормованій температурі, тривало протікає струм, що дорівнює допустимому для даного перерізу, то темпе­ратура жил такого провідника дорівнює зазначеній у стовпчи­ку 2 таблиці 8.1. При такій незмінній за величиною темпера­турі строк служби ізоляції провідника становить близько

20-25 років, на який і розрахований провідник.

Таким чином, з таблиці №9Д для кабелів з паперовою про­соченою маслоканіфольною та нестікаючою масами ізоляцією (ААБ, АСБ, ААШв та ін.) нормована тривало допустима темпе­ратура жили Т_ж = +65 °С (при напрузі 6 кВ) і Т = +60 °С (при напрузі 10 кВ).

На території підприємства кабелі прокладають у кабель­них спорудах або (при невеликій їх кількості) так [3, 7]:

1) на зовнішніх неспалених стінах цехів та споруд;

2) безпосередньо в землі (у траншеях);

3) на тросі чи шляхом застосування тросових кабелів;

4) на естакадах та інших конструкціях.

У курсовій роботі рекомендовано прокладати кабелі в землі (у траншеях).

Для кабелів прокладених у землі, нормована температура середовища Т_сер.н = +15^оС, а

у повітрі - Т_сер.н = +25^оС.

Для двотрансформаторних ПС приймається К_рез = 1,4, а для одно трансформаторних ПС з резервуванням кабелями при напрузі 0,4 кВ К_рез = 1,3, без резервування – К_рез = 1,0.

Для електродвигунів та конденсаторних установок К_рез = 1,0 (I_ф = І_норм), а для РП

І_ф = І_р.РП∑.

Якщо умова за формулою () не виконується, то необхідно прийняти нове значення найближчого більшого стандартного перерізу кабелю, щоб вона виконувалась.

3.3. Перевірка перерізу провідників на термічну стійкість

При напрузі понад 1 кВ перевірці на термічну стійкість при КЗ підлягають усі провідники, крім тих, що захищаються високовольтними запобіжниками.

Критерієм термічної стійкості провідників є кінцева температура їх нагрівання при проходженні по них струму КЗ, яка не повинна перевищувати короткотривалої допустимої нормованої температури.

Для спрощення розрахунків термічна здатність може бути оцінена найменшим перерізом провідника (мм²), термостійким до струмів КЗ.

де В_к – тепловий імпульс струму КЗ, А²·с;

І_к = І_п.о – початкове значення періодичної складової струму трифазного КЗ, А;

t – дійсний час вимикання КЗ, с;

С – температурний коефіцієнт, який враховує обмеження допустимої температури провідника (наводиться в таблиці), А·с^1/2/мм².

Величина дійсного часу вимикання КЗ визначається по формулі:

де t_зах – час дії основного релейного захисту;

t_{вимик.в} – час вимикання вимикача (можна прийняти t_{вимик.в} = 0,05 с);

Т_а – стала часу аперіодичної складової струму КЗ (Т_а = 0,05 с).

Величина початкового значення періодичної складової стру­му трифазного КЗ на шинах НН ГПП І˝_к1(0) розрахована в роз­ділі 7. Якщо ТП живиться від РП, то необхідно визначити вели­чину початкового значення періодичної складової струму три­фазного КЗ на шинах РП.

На лініях, що відходять від шин ГПП чи РП, установлю­ється двоступеневий струмовий захист, який складається з мак­симального струмового захисту (МСЗ) та струмової відсічки (СВ).

Для радіальних схем живлення ТП без апаратів на вводі до трансформатора (глухий ввід) при коротких лініях, що хара­ктерно для промислових підприємств, основним захистом є СВ. Струм спрацювання СВ вибирається за умови відстроювання від струму КЗ на боці НН трансформатора, при цьому зона дії охо­плює всю лінію та частину обмотки трансформатора. Час дії СВ можна прийняти t_св — 0,1 с. Тоді дійсний час вимикання КЗ дорівнює

t = 0,1+0,05+0,05 = 0,2 с.

Для магістральних схем живлення ТП основним захистом є МСЗ.

Для двоступеневої радіальної схеми при магістральному живленні ТП від шин РП (другий ступінь) час дії МСЗ можна прийняти t_м.с.з.2 = 0,5 с. Тоді

t = 0,5+0,05+0,05 = 0,6 с.

Для одноступеневої схеми при магістральному живленні ТП від шин ГПП можна прийняти цей же дійсний час вимикан­ня КЗ (t = 0,6 с).

Для двоступеневої радіальної схеми при магістральному живленні ТП від шин ГПП (перший ступінь) дійсний час вими­кання КЗ з урахуванням часу дії МСЗ t_мсз2 = 0,5 с і ступеня часу Δt = 0,3 с можна прийняти

t = 0,5+0,3+0,05+0,05 = 0,9 с.

Після розрахунку за формулою (8.10) при виконанні умо­ви 5СТ >»§мін залишається стандартний переріз кабелю. Якщо в результаті розрахунку S_ст < S_мін, то необхідно за умовою терміч­ної стійкості в режимі КЗ прийняти нове найближче більше значення стандартного перерізу кабелю, щоб виконувалась умо­ва S_cт > S_мін. Остаточно записується марка кабелю, напруга, кількість жил і переріз жили, наприклад ААБ-10(3 х 50).

Дата добавления: 2014-11-29